(57)【要約】【課題】簡便な方法によってバルブの凍結を防止するとともに、凍結防止が必要であるか否かに応じて簡単に対応すること。【解決手段】流体の流路を切り替えるバルブ本体３１と、バルブ本体３１が取り付けられるマニホールド３２とを有するバルブ装置１であって、バルブ本体３１とマニホールド３２との間に、ヒータが内蔵されたシール用のシートパッキン３３が着脱可能に装着されてなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路を切り替えるバルブ本体と、前記バルブ本体が取り付けられるマニホールドとを有するバルブ装置であって、
前記バルブ本体と前記マニホールドとの間に、ヒータが内蔵されたシール用のシートパッキンが着脱可能に装着されてなる、
ことを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
前記シートパッキンは、
発熱体と、
前記発熱体の両面に配置されて接着された合成ゴムからなる２つのシート状体と、
が一体に形成されてなる、
請求項１記載のバルブ装置。
【請求項３】
前記シートパッキンは、前記バルブ本体と前記マニホールドとの間からはみ出すように設けられたはみ出し部を有しており、
前記ヒータに電源を供給するためのリード線が前記はみ出し部から外部に引き出されてなる、
請求項２記載のバルブ装置。
【請求項４】
流体の流路を切り替えるバルブ本体前記バルブ本体が取り付けられるマニホールドとの間に装着されるシートパッキンであって、
発熱体と、前記発熱体の両面に配置されて接着された合成ゴムからなる２つのシート状体とが一体に形成されており、
前記シート状体は、前記バルブ本体と前記マニホールドとの間からはみ出すように設けられたはみ出し部を有し、
前記ヒータに電源を供給するためのリード線が前記はみ出し部から外部に引き出されてなる、
ことを特徴とするシートパッキン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ装置およびシートパッキンに関し、ダイヤフラムポンプなどの駆動制御のために用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来において、印刷のためのインク、潤滑油、薬品など液体を送りだすために、空気圧により駆動されるダイヤフラムポンプがしばしば用いられる。
【０００３】
そのようなダイヤフラムポンプは、例えば、２つのダイヤフラムが対向して配置され、それらのダイヤフラムが互いにスプールにより連結されるように構成される。一方のダイヤフラムの側に圧縮空気が供給されると、その方向にダイヤフラムが移動し、これとともにスプールおよび他方のダイヤフラムも同時に移動する。スプールがストローク端まで移動するとそれによってパイロット流路が切り替わり、パイロット圧によって動作するメインのバルブが切り替えられる。バルブが切り替わることによって、他方のダイヤフラムの側に圧縮空気が供給され、ダイヤフラムは逆方向に移動する。圧縮空気の供給を受けている限りこのような動作が自動的に繰り返され、２つのダイヤフラムによって液体が連続的に送り出される。
【０００４】
さて、圧縮空気が大気などに放出される場合には、圧縮空気の膨張によって温度が低下する。上に説明したメインのバルブは、ダイヤフラムポンプの作動中において圧縮空気の放出（または排出）を頻繁に繰り返しているので、バルブの排出流路において温度が低下する。そのため、ダイヤフラムポンプを長時間にわたって使用した場合に、周辺の温度や圧縮空気（流体）の温度によってはバルブの排出口付近が氷点下となり、圧縮空気に含まれる水分が凍結して流路壁に付着することがある。その場合に、時間の経過にしたがって凍結した氷や霜が成長し、流路を狭めて圧縮空気の流れを阻害し、ダイヤフラムポンプの動作を不安定とし場合によっては動作を停止させてしまうことがある。このような障害は、高緯度地域での使用において顕著に現れる。
【０００５】
このような問題に対し、バルブの周辺に温水を巡回させるための加温装置を設けたバルブが提案されている（特許文献１および特許文献２）。
【０００６】
しかし、上に述べた加温装置を設けたバルブでは、加温装置がバルブの構造の一部として組み込まれているため、装置が大掛かりになるとともに、加温装置のない通常のバルブを用いていて凍結することが分かった場合に、バルブの全体を取り替える必要があり、その作業に時間と労力を要し全体としてコスト高になるという問題がある。
【０００７】
また、従来において、バルブの凍結を防止するため、または凍結してしまった後で解凍するために、最も簡便な方法としてバルブに湯を掛けることが行われている。しかし、この方法は作業が大変であり、凍結を確実に防止することは実際問題として困難である。
【０００８】
また、ダイヤフラムポンプに供給する圧縮空気をラインヒータによって温めておくことも行われている。しかしこの場合には、そのための設備が大掛かりになり、初期投資および運転コストがかさむという問題がある。圧縮空気に含まれる水分を完全に除去することも考えられるが、実際問題としてコスト高となり実現は極めて困難である。
【特許文献１】実開昭６２−１１２３７５
【特許文献２】特開平１０−１１１５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、簡便な方法によってバルブの凍結を防止するとともに、凍結防止が必要であるか否かに応じて簡単に対応することの可能なバルブ装置、およびそれに用いるシートパッキンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る装置は、流体の流路を切り替えるバルブ本体と、前記バルブ本体が取り付けられるマニホールドとを有するバルブ装置であって、前記バルブ本体と前記マニホールドとの間に、ヒータが内蔵されたシール用のシートパッキンが着脱可能に装着されてなることを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記シートパッキンは、発熱体と、前記発熱体の両面に配置されて接着された合成ゴムからなる２つのシート状体とが一体に形成される。
【００１２】
また、前記シートパッキンは、前記バルブ本体と前記マニホールドとの間からはみ出すように設けられたはみ出し部を有しており、前記ヒータに電源を供給するためのリード線が前記はみ出し部から外部に引き出されてなる。
【００１３】
本発明に係るシートパッキンは、発熱体と、前記発熱体の両面に配置されて接着された合成ゴムからなる２つのシート状体とが一体に形成されており、前記シート状体は、前記バルブ本体と前記マニホールドとの間からはみ出すように設けられたはみ出し部を有し、前記ヒータに電源を供給するためのリード線が前記はみ出し部から外部に引き出されてなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、簡便な方法によってバルブの凍結を防止するとともに、凍結防止が必要であるか否かに応じて簡単に対応することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明に係るバルブ装置１の正面図、図２はシートパッキンの平面図、図３はシートパッキンの一部を示す断面図、図４はシートパッキンの発熱体の他の配置例を示す平面図、図５は本発明に係るバルブ装置１を用いたダイヤフラムポンプＤＰの例を示す正面断面図、図６はダイヤフラムポンプＤＰの側面断面図である。
【００１６】
ダイヤフラムポンプＤＰは、本体の全体がアルミニウム合金またはステンレス合金などの金属材料、またはポリプロピレンなどの合成樹脂からなる。
【００１７】
図５および図６に示すように、ダイヤフラムポンプＤＰは、対向して配置された２つのダイヤフラム１１ａ，１１ｂを有し、これらの中心部分がスプール１２により互いに連結されている。各ダイヤフラム１１ａ，１１ｂの内側が駆動のための圧縮空気が給排される空気室２１ａ，２１ｂであり、外側が吐出液体が吸入または排出されるポンプ室２２ａ，２２ｂである。
【００１８】
ここで、左側の空気室２１ａに圧縮空気が供給されると、その圧力によってダイヤフラム１１ａが図５の左方に移動し、これにともなってスプール１２および右側のダイヤフラム１１ｂも左方に移動する。これによって、ポンプ室２２ａにある液体が押されて上方へ移動し、管路１４を通って排出口ＰＴ２から圧送される。右側のポンプ室２２ｂには、吸入口ＰＴ１から管路１３を通って液体が吸入される。
【００１９】
スプール１２がストロークの左端まで移動すると、それによってパイロット流路が切り替わり、パイロット圧により動作するメインのバルブであるバルブ装置１の流路が切り替えられる。バルブ装置１が切り替わることによって、右側の空気室２１ｂに圧縮空気が供給され、ダイヤフラム１１ｂが右方に移動する。これによって、ポンプ室２２ｂにある液体が押されて上方へ移動し、管路１４を通って排出口ＰＴ２から圧送される。左側のポンプ室２２ａには、吸入口ＰＴ１から管路１３を通って液体が吸入される。
【００２０】
スプール１２がストロークの右端まで移動すると、それによってパイロット流路が切り替わり、バルブ装置１が切り替えられる。圧縮空気の供給を受けている限りこのような動作が自動的に繰り返され、２つのダイヤフラム１１ａ，１１ｂによって液体が排出口ＰＴ２から連続的に送り出される。なお、圧縮空気の給排ポートは、バルブ装置１が取り付けられた本体の近辺に設けられている。
【００２１】
さて、図１をも参照して、バルブ装置１は、バルブ本体３１、マニホールド３２、および、バルブ本体３１とマニホールド３２との間に着脱可能であってそれらの間をシールするためのシートパッキン３３からなる。
【００２２】
バルブ本体３１は、パイロット圧で作動して流体の流路を切り替えるものである。ここでは、パイロット作動式の２位置５方弁が用いられる。バルブ本体３１は、シートパッキン３３を介し、ボルト３５，３５…によってマニホールド３２と一体に取り付けられる。マニホールド３２は、ボルト３６，３６…によってダイヤフラムポンプＤＰの本体に取り付けられている。バルブ装置１は、マニホールド３２によってダイヤフラムポンプＤＰの流路に接続されており、上に述べたような動作を行うことが可能である。
【００２３】
図２および図３を参照して、シートパッキン３３は、発熱体４１、発熱体４１に接続されたリード線４２、および、発熱体４１の表裏両面に配置されて接着された合成ゴムからなる２つのシート状体４３ａ，４３ｂが、一体に形成されて構成される。
【００２４】
発熱体４１は、電気的または電子的に発熱させるものであり、例えば、ニクロム線または白金線など、またはそれらをテフロン（登録商標）などで被覆したものなどが用いられる。また、断面が円形のもの、平板状のものなど、種々の形状のものが用いられる。平板状のものを用いると、シートパッキン３３の形成が容易であり、形状が安定である。また、電圧を印加することにより発熱する他の材料を用いることも可能である。また、発熱体４１として、線状のものではなく、発熱エレメントとして構成されたものを用いてもよい。
【００２５】
リード線４２は、合成樹脂により絶縁被覆されたニッケル線または銅線などの電線であり、シート状体４３ａ，４３ｂのはみ出し部４４の内部で発熱体４１と電気的に接続されている。
【００２６】
シート状体４３ａ，４３ｂは、シリコンゴム、その他の合成ゴムまたは合成樹脂からなる。キャンバス入りのものが強度的に有利である。シート状体４３ａ，４３ｂは、バルブ本体３１とマニホールド３２との間に装着可能なように、且つそれらの間の流路をシールするように、全体の外形形状、および穴４５，４６，４７の形状および位置が決められている。
【００２７】
全体の外形形状は、マニホールド３２の外形形状とほぼ同じであるが、リード線４２が引き出される側には、リード線４２の根元を保護するために、上に述べたように、バルブ本体３１とマニホールド３２との間からはみ出すはみ出し部４４が設けられる。
【００２８】
穴４５は、バルブ本体３１によって制御される圧縮空気の流路である。穴４６はバルブ本体３１のパイロット流路である。穴４７はボルト３５，３５…が貫通するための穴である。
【００２９】
シートパッキン３３の組み立てに際しては、接合面に接着剤を塗布した２つのシート状体４３ａ，４３ｂによって発熱体４１を挟み、プレスで押さえた状態でしばらく放置し、接着剤が適当な強度に達したらプレスから開放する。
【００３０】
上のように構成されたバルブ装置１は、リード線４２に適当な電圧を印加することにより、発熱体４１に電流が流れて発熱し、その熱がシート状体４３ａ，４３ｂを介してバルブ本体３１およびマニホールド３２に伝わり、バルブ本体３１の流路の周辺部分、およびマニホールド３２の流路の周辺部分の温度を上昇させる。
【００３１】
これによって、バルブ装置１の凍結が防止される。シートパッキン３３からの熱はバルブ本体３１およびマニホールド３２の座面に直接的に加わるので、熱が大気に逃げることがほとんどなく、熱の伝導効率が良い。また、シートパッキン３３の表面がゴムでできているので、保温性も良好である。しかも、シートパッキン３３は、バルブ本体３１とマニホールド３２との間のシールの機能を果たすので、従来に用いられているシートパッキンに代えて用いることができる。
【００３２】
したがって、凍結防止を行う必要がない場合には従来のシートパッキンをそのまま用いればよく、凍結防止を行う必要がある場合にのみ、従来のシートパッキンに代えて本実施形態のシートパッキン３３を用いればよい。つまり、凍結防止を行う場合と行わない場合とで、バルブ本体３１およびマニホールド３２は共通であり、それらに何らの加工をも行う必要はない。従来のシートパッキンを本実施形態のシートパッキン３３に交換しても、外形的にはそれほどの形状増大にはならず、それらの交換作業も容易である。
【００３３】
発熱体４１の配置については、使用するバルブ本体３１の方式、バルブ本体３１およびマニホールド３２の形状などに応じて種々変更することができる。
【００３４】
例えば、図４に示すように、穴４５が設けられていない位置であって、バルブ本体３１とマニホールド３２との間に位置する部分に集中的に設けることも可能である。
【００３５】
なお、発熱体４１に印加する電圧として、例えば、ＤＣ１２ボルト、ＤＣ２４ボルト、ＡＣ１２ボルト、ＡＣ１００ボルトなどが考えられる。これらの電圧を供給する制御装置によって、例えば、発熱体４１の部分が最大で摂氏１８０度程度になるように制御し、バルブ本体３１およびマニホールド３２の温度が氷点下とならないように、例えば摂氏５度程度以上となるように制御すればよい。
【００３６】
上の実施形態において、シート状体４３ａ，４３ｂおよびリード線４２の構造、使用する電圧などを旨く設定することにより、防爆構造またはそれに近い構造とすることが可能である。シートパッキン３３の寸法、形状、層構造、材質などは適宜変更することができる。バルブ本体３１の構成、マニホールド３２の形状および方式などは種々変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
ダイヤフラムポンプの駆動のためのバルブ装置として、その他の種々のポンプまたは機器の駆動のためのバルブ装置として、凍結の可能性がある場合または凍結の可能性が生じた場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るバルブ装置の正面図である。
【図２】シートパッキンの平面図である。
【図３】シートパッキンの一部を示す断面図である。
【図４】シートパッキンの発熱体の他の配置例を示す平面図である。
【図５】ダイヤフラムポンプの例を示す正面断面図である。
【図６】ダイヤフラムポンプの側面断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  バルブ装置
３１  バルブ本体
３２  マニホールド
３３  シートパッキン
４１  発熱体
４２  リード線
４３ａ，４３ｂ  シート状体
４３ａ，４３ｂ
４４  はみ出し部
ＤＰ  ダイヤフラムポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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